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井手 俊介; 鈴木 隆博; 坂本 宜照; 竹永 秀信; 藤田 隆明; 大山 直幸; 諫山 明彦; 小出 芳彦; 鎌田 裕; JT-60チーム
Nuclear Fusion, 44(1), p.87 - 92, 2004/01
被引用回数：19 パーセンタイル：53.39(Physics, Fluids & Plasmas)JT-60Uにおいて、高閉じ込めの負磁気シア放電において、電流分布の制御性と閉じ込めとの関連を調べた。その結果、周辺電流駆動により閉じ込め性能に重要な内部輸送障壁の位置を広げることができ、それにより閉じ込め性能を改善できうることを示した。また、中心電流駆動を組合せることにより、負磁気シア領域での安全係数を下げることができることを示した。これらの電流駆動を組合せることにより完全電流駆動を実現するとともに、ITERの先進運転シナリオで要求されている高閉じ込め性能を高規格化密度領域で実証した。一方、電子加熱が主体となる領域での内部輸送障壁の性質を調べた。高閉じ込め負磁気シアプラズマにおいては、電子加熱割合が増加しても内部輸送障壁や閉じ込め性能に大きな影響を与えないことを明らかにした。正磁気シアプラズマにおいては、電子加熱により内部輸送障壁が減衰あるいは消滅する場合が有ることを明らかにした。炉心プラズマでは電子加熱が主体となるため、これら得られた知見は重要である。
竹永 秀信; JT-60チーム
Proceedings of 30th EPS Conference on Controlled Fusion and Plasma Physics (CD-ROM), 4 Pages, 2003/00
JT-60Uにおける電子加熱及び低中心粒子補給率での、内部輸送障壁の形成条件及び輸送特性について報告する。電子サイクロトロン加熱による電子加熱時における電子温度の内部輸送障壁形成条件について調べた結果、負磁気シアプラズマでは1MW程度の加熱パワーで強い内部輸送障壁が形成されたが、弱正磁気シアプラズマでは3MWでも強い内部輸送障壁は形成されなかった。次に、中性粒子ビームによるイオン加熱で内部輸送障壁を形成した後に電子サイクロトロン加熱を行い、その時の輸送特性について調べた。負磁気シアプラズマでは、強い内部輸送障壁はそのまま維持され、電子加熱条件下でも高い閉じ込め性能が得られた。また、電子サイクロトロン加熱と同時に中性粒子ビームパワーを低減して低中心粒子補給率としたが密度の内部輸送障壁は維持され、密度勾配による大きな新古典内向き対流速度により、アルゴン等の不純物は内部輸送障壁内に蓄積したままであった。一方、弱正磁気シアプラズマでは、イオン温度の内部輸送障壁が劣化することが観測された。また、アルゴンを入射した弱正磁気シアプラズマでは、密度分布の平坦化が観測され、同時に内部輸送障壁内に蓄積したアルゴンも排出された。これは、密度勾配の減少に伴う新古典内向き対流速度の減少で説明可能である。
井手 俊介; 鈴木 隆博; 坂本 宜照; 竹永 秀信; 小出 芳彦; 藤田 隆明; 福田 武司; 鎌田 裕; 白井 浩; 滝塚 知典
Plasma Physics and Controlled Fusion, 44(5A), p.A137 - A142, 2002/05
被引用回数：18 パーセンタイル：50.83(Physics, Fluids & Plasmas)JT-60Uにおいて、閉込め改善プラズマへの電子加熱の影響を調べる実験を行った。JT-60Uも含めて、これまで多くの中・大型トカマクで見られた閉込め改善モードは、100keV程度のビーム加速電圧のNBI加熱を用いており、入射パワーは主にまずイオンに吸収される。これに対して、核融合炉心プラズマでは
粒子による電子加熱が主体となり、このような状況での閉込め改善モードの振る舞いを調べることは重要である。実験では典型的な閉込め改善プラズマである負磁気シア放電を高
プラズマをターゲットとし、ECHとビーム加速電圧~350keVの負イオン源を用いたNBI(N-NBI)により電子加熱パワーを増大させた。いずれのプラズマにおいても、電子加熱パワーを増やすことにより中新領域での電子温度とイオン温度の比は1を越え、この領域においても良好な閉込め改善度(H
2.4)を得ることが出来た。しかしながら高プラズマにおいて、電子加熱時にイオン温度の閉込めが減少するのが観測された。発表では、電子加熱時の熱輸送係数の空間的な変化や加熱パワー電子・イオン温度の比等との関連について報告する。
藤井 常幸; 今井 剛
Strong Microwaves in Plasmas 2000 Vol.2, p.615 - 628, 2000/00
最近の原研における電子サイクロトロン波帯(ECRF)コンポーネント及び同システムの開発について発表する。人工ダイヤモンドを使用した出力窓を持つITER用の原型ジャイロトロンを開発し、170GHzにおいて出力450KW/8秒の世界最高値を達成した。一方、実際の装置環境での使用を調査するため、JT-60Uを想定して110GHzジャイロトロンを試作し、現在までに1MW/0.5秒、0.3MW/5秒の出力を確認している。人工ダイヤモンドは高熱伝導率を有する等、中心部で高い出力密度の伝送に有利なガウス分布出力を可能とし、実際、出力窓からアンテナまでの伝送において高効率伝送(約75%)を実証した。試作コンポーネント等を用いた予備的なシステム開発ではJT-60Uに0.7MW/0.6秒の入射を行い、電子温度が約2.5keV上昇する等、顕著な電子加熱を観測した。
草間 義紀; JT-60チーム
Physics of Plasmas, 6(5), p.1935 - 1942, 1999/05
被引用回数：17 パーセンタイル：50.48(Physics, Fluids & Plasmas)W型ダイバータ付きJT-60Uにおいて行った高性能プラズマ実験及び定常化実験の最近の成果を報告する。主な成果は以下のとおり。(1)負磁気シアモードにおいて世界最大の等価Q
=1.25を達成した。(2)高ポロイダルHモードにおいて、等価Q=0.16,Hファクター2.2を4.5秒間維持することに成功した。(3)低域混成波(LH)と中性粒子ビームにより輸送障壁付き負磁気シアモードを6秒間維持できた。(4)負イオン源中性粒子ビーム(NNB)入射による駆動電流が600kAに達した。(5)NNB入射によりHモードを生成・維持し電子加熱が有効に行われていることを実証した。(6)低シアプラズマにNNBを入射した場合に約0.1%と低い高速イオンにおいてもトロイダルアルヴェン固有モード(TAE)が発生し得ることを明らかにした。(7)負磁気シアの内部輸送障壁の物理的解明など、物理研究が大きく進展した。
今井 剛; 牛草 健吉; 池田 佳隆; 内藤 磨; 吉田 英俊; 関 正美; 根本 正博; 佐藤 正泰; 小出 芳彦; 上原 和也; et al.
核融合研究, 65(SPECIAL ISSUE), p.119 - 132, 1991/03
低域混成波帯の高周波を、トカマクの種々のパラメータ領域の加熱に応用し、電子加熱(LHEH)、イオン加熱(LHIH)、そして、中性粒子ビーム(NB)との同時加熱(NB+LH)の全てにおいて、良好な加熱結果が得られた。高プラズマ電流化と、ペレット入射との組合わせが、表面でのパラメトリック不安定性を、抑制できた。6keVの電子温度が、LHEH領域で、又、核融合積~1
10
m
keVsが、ペレット+LHで得られた。NB+LHでは、ビーム加速による閉じ込めの改善や、波のトカマクの中での伝搬に関する知見を得ることができた。
川島 寿人; 山本 巧; 星野 克道; 上杉 喜彦*; 森 雅博; 鈴木 紀男
Nuclear Fusion, 31(3), p.495 - 509, 1991/00
被引用回数：19 パーセンタイル：60.83(Physics, Fluids & Plasmas)低域混成波電流駆動プラズマ中で、Xモード第2共鳴サイクロトロン波による電子加熱がJFT-2Mトカマクで実験されてきた。サイクロトロン周波数以下の周波数帯で高速電子加熱を観測した。シャフラノフパラメータと反磁性計測から、f
/2f
=0.76において吸収効率は15%になった。ここでfは、RF波の周波数でfはプラズマ中心のサイクロトロン周波数である。放射マイクロ波の伝搬特性からも吸収効率を評価した。両測定から得たトロイダル磁場に対する吸収効率の依存性は、定性的に一致した。軟X線放射と電子サイクロトロン放射の測定から、相対論的サイクロトロン共鳴条件を満足する高速電子の選択的かつ垂直方向への加熱が観測された。70kWの選択的サイクロトロン加熱はまた低域混成波駆動電流をさらに65kA/secでランプアップし結果的に30%のランプアップ効率を得た。
山本 巧; 上杉 喜彦; 川島 寿人; 星野 克道; 相川 裕史; 河西 敏; 河上 知秀; 近藤 貴; 前田 彦祐; 松田 俊明; et al.
Physical Review Letters, 63(11), p.1148 - 1151, 1989/09
被引用回数：18 パーセンタイル：75.65(Physics, Multidisciplinary)電子サイクロトロン加熱されたプラズマ中に、位相制御型4ループ列アンテナによって、速波を励起した時、速波と電子の有効な結合を観測した。この結合は、電子サイクロトロン放射を増加し、ループ電圧を降下させた。これらの結果は、ループアンテナ間の位相差及び電子密度に依存した。V
/V
~3、及びf/f
(0)~0.38の条件下で20%の速波の吸収効率が得られた。これらの実験結果は、電子のランダウ減衰による理論的予測とよく一致した。
山本 巧; 上杉 喜彦; 星野 克道; 川島 寿人; 大塚 英男
JAERI-M 86-115, 13 Pages, 1986/08
JFT-2Mトカマク装置における200MHz帯の速波実験を検討した。電子密度1.510
m
および電子温度2.5KeV以上でのプラズマでは、磁場方向の屈折率N
=4の速波の、有効な電子ランダウ減衰が期待される。さらに、電子温度19KeVの高温電子が2%含まれているプラズマに、100KWのN=2の速波を放射すると、8KAのプラズマ電流駆動が期待される。
松本 宏
JAERI-M 85-216, 88 Pages, 1986/01
本研究はJFT-2トカマク装置におけるICRF加熱実験の結果をまとめたもである。まず初めにICRF加熱実施上の物理的並びに技術的問題を摘出し、更にその最適化条件を探索し、ジュール加熱入力の数倍の加熱入力をICRF加熱で行うことにより、この加熱法の高効率性を立証し、次のことを達成した。(1)結合系設計の最適化を計り、アンテナの単位面積当たりの結合パワーとしては世界長高値を達成した。(2) プラズマの加熱条件により、イオン加熱か主に起こる加熱領域、電子加熱が主に起こる領域とを選択的に制御できることを示し、それぞれの領域での加熱最適条件を見出した。(3)ICRF加熱時のパワーバランスを明らかにし、JFT-2で行われた他の追加熱方法との加熱特性の比較を行った。
上原 和也
核融合研究, 56(3), p.169 - 195, 1986/00
プラズマ・核融合学会より依頼された解説記事である。小田島和男氏の「追加熱の閉じ込め特性」に続く、一連のシリーズの第2弾としてローワーハイブリッド加熱実験の現状と、最近の核融合指向のRF加熱技術についてわかり易く解説したものである。ローワーハイブリッド加熱実験では、結合特性、イオン・電子加熱および電流駆動について原研RFグループの成果が紹介され、又世界の大型トカマクでの実験についても紹介されている。RF加熱技術については、増巾管の現状がLHRF,ICRF,ECRHについて周波数を追って解説された後、伝送系と結合系の問題点と現状とがわかり易く解説されている。
上原 和也; 山本 新; 鈴木 紀男; 木村 晴行; 杉江 達夫; 松田 俊明; 竹内 浩; 山内 俊彦; 山本 巧; 星野 克道; et al.
Nuclear Fusion, 22(2), p.428 - 432, 1982/00
低域混成波加熱で、期待されざる周辺パクー吸収を引き起こすパラメトリック不安定性が、JFT-2トカマクで効果的な境界領域の電子加熱により安定化された。境界の電子温度はプラズマへの中性粒子加熱の同時入射により上げられた。これはプラズマの中心領域での低域混成波の加熱効率を改善する可能性がある。
今井 剛; 永島 孝; 安積 正史
JAERI-M 6902, 39 Pages, 1977/02
JFT-2プラズマのローワー・ハイブリッド共鳴による高周波加熱の観点から、ローワー・ハイブリッド波の伝搬について、数値計算した結果について示した。まず最初に、流体モデルから出発して準静電波の分散式を導き、これらの波の伝搬について検討した。線形モード変換が起こり、イオンによって高周波エネルギーが吸収される転移点について詳しく調べ、その位置が、不純物の量や、磁場に平行方向の屈折率によって影響を受ける事がわかった。また、ランダウ減衰による電子加熱についても議論し、最後に、JFT-2に用いる多導波管型アンテナの特性について計算した結果を示した。
